熱作模具鋼在服役條件下除了承受載荷的周期性變化之外，還受到高溫及周期性的急冷急熱的作用，因此，評價熱作模具鋼的斷裂抗力應重視材料的熱機械疲勞斷裂性能。熱機械疲勞是一種綜合性能的指標，它包括熱疲勞性能，南京模具鋼生產(chǎn)、機械疲勞裂紋擴展速率和斷裂韌性三個方面。

熱疲勞性能反映材料在熱疲勞裂紋萌生之前的工作壽命，抗熱疲勞性能高的材料，萌生熱疲勞裂紋的熱循環(huán)次數(shù)較多；機械疲勞裂紋擴展速率反映材料在熱疲勞裂紋萌生之后，南京模具鋼生產(chǎn)，南京模具鋼生產(chǎn)，在鍛壓力的作用下裂紋向內(nèi)部擴展時，每一應力循環(huán)的擴展量;斷裂韌性反映材料對已存在的裂紋發(fā)生失穩(wěn)擴展的抗力。斷裂韌性高的材料，其中的裂紋如要發(fā)生失穩(wěn)擴展，必須在裂紋前端具有足夠高的應力強度因子，也就是必須有較大的裂紋長度。在應力恒定的前提下，在一種模具中已經(jīng)存在一條疲勞裂紋，如果模具材料的斷裂韌性值較高，則裂紋必須擴展得更深，才能發(fā)生失穩(wěn)擴展。

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 模具鋼材特性有哪些？總的來說，模具鋼材是使用特殊煉鋼技術(shù)和嚴密質(zhì)量控制后得到的高純度以及組織極其微細的熱作模具鋼材料，它比一般傳統(tǒng)煉制的H13模具鋼材各項適用參數(shù)性能更佳，主要特征為高低溫均有良好的耐磨性、優(yōu)良的韌性和延展性、穩(wěn)定的機加工性和拋光性、優(yōu)良的高溫強度和抗熱疲勞性、良好的淬透性和微熱處理變形性。熱作模具鋼材主要運用在：

1.塑膠模具（注塑模具與壓塑傳遞模建議使用硬度50-52HRC）；

2.擠壓模具（模仁建議使用硬度45-50HRC；模托、模座、襯套、滑塊、頂桿建議40-48HRC）；

3.厚鋼板冷沖（廢鋼剪切、熱剪切建議使用硬度45-52HRC）；

4.模具套環(huán)（如陶瓷硬質(zhì)合金模建議使用硬度45-50HRC）；

5.耐磨損零件（建議使用硬度50-52HRC）；

6.壓鑄模、鍛模等；

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 模具鋼按用途一般可分為冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料模具鋼三大類。

冷作模具鋼

冷作模具鋼主要用于制造對冷狀態(tài)下的工件進行壓制成型的模具。如：冷沖裁模具、冷沖壓模具、冷拉深模具、壓印模具、冷擠壓模具、螺紋壓制模具和粉末壓制模具等。冷作模具鋼的范圍很廣，從各種碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼到粉末高速工具鋼和粉末高合金模具鋼。

熱作模具鋼

熱作模具鋼主要用于制造對高溫狀態(tài)下的工件進行壓力加工的模具。如：熱鍛模具、熱擠壓模具、壓鑄模具、熱鐓鍛模具等。常用的熱作模具鋼有：中高含碳量的添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具鋼；對特殊要求的熱作模具鋼，有時采用高合金奧氏體耐熱模具鋼制造。

塑料模具鋼

由于塑料的品種很多，對塑料制品的要求差別也很大，對制造塑料模具的材料也提出了各種不同的性 能要求。所以，不少工業(yè)發(fā)達的國家已經(jīng)形成了范圍很廣的塑料模具用鋼系列。包括碳素結(jié)構(gòu)鋼、滲碳型 塑料模具鋼、預硬型塑料模具鋼、時效硬化型塑料模具鋼、耐蝕塑料模具鋼、易切塑料模具鋼、整體淬硬型塑料模具鋼、馬氏體時效鋼以及鏡面拋光用塑料模具鋼等。

 耐磨性可用模擬的試驗方法，測出相對的耐磨指數(shù)，作為表征不同化學成分及組織狀態(tài)下的耐磨性水平的參數(shù)。決定模具使用壽命重要的因素往往是模具材料的耐磨性。模具在工作中承受相當大的壓應力和摩擦力，要求模具能夠在強烈摩擦下仍保持其尺寸精度。模具的磨損主要是機械磨損、氧化磨損和熔融磨損三種類型。為了改善模具鋼的耐磨性，就要既保持模具鋼具有高的硬度，又要保證鋼中碳化物或其他硬化相的組成、形貌和分布比較合理。對于重載、高速磨損條件下服役的模具，要求模具鋼表面能形成薄而致密粘附性好的氧化膜，保持潤滑作用，減少模具和工件之間產(chǎn)生粘咬、焊合等熔融磨損，又能減少模具表面進行氧化造成氧化磨損。所以模具的工作條件對鋼的磨損有較大的影響。

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 由于熱作模具鋼工作條件的特點，因此會帶來以下方面的問題：

（1）模腔表層金屬產(chǎn)生熱疲勞（龜裂）。熱作模具的工作特點是具有間歇性．每次使熱態(tài)金屬成形后都要用水、油、空氣等介質(zhì)冷卻模腔的表面。因此．熱模的工作狀態(tài)是反復受熱和冷卻，從而使模腔表層金屬產(chǎn)生反復的熱脹冷縮，即反復承受拉壓應力作用．其結(jié)果引起模腔表面出現(xiàn)龜裂，稱為熱疲勞現(xiàn)象，由此，對熱模具鋼提出了第二個基本使用性能要求．即具有高的熱疲勞抗力。一般說來，影響鋼的熱疲勞抗力的因素主要有：①鋼的導熱性。鋼的導熱性高，可使模具表層金屬受熱程度降低，從而減小鋼的熱疲勞傾向性。一般認為鋼的導熱性與合碳量有關(guān)，含碳量高時導熱性低，所以熱作模具鋼不宜采用高碳鋼。在生產(chǎn)中通常采用中碳鋼（C0.3%5～0.6%）合碳量過低．會導致鋼的硬度和強度下降．也是不利的。②鋼的臨界點影響。通常鋼的臨界點（Acl）越高．鋼的熱疲勞傾向性越低。因此．一般通過加入合金元素Cr、W、Si、引來提高鋼的臨界點。從而提高鋼的熱疲勞抗。 

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 偏析即鋼的成分與組織不均勻性的表現(xiàn)，這是在模具鋼的低倍組織的檢驗中常存在的一種缺陷。是鋼錠在凝固過程中形成的，與鋼的化學成分和澆注溫度等有關(guān)。一般分為樹枝狀的偏析、方形偏析、點狀偏析等。由于樹枝狀的偏析的存在，使負然各個不同的方向的力學性能表現(xiàn)出明顯的差異。方形偏析是由于鑄錠結(jié)晶時，在柱狀晶的末端與錠心等軸晶區(qū)間，聚集了較多的雜質(zhì)和孔隙而形成的。嚴重的方形偏析，對鋼材的質(zhì)量的影響是顯著的，特別是切削加工量很大的零件或心部受力的模具零件。偏析除了影響模具鋼力學性能的等向性外，對模具的拋光性能也有一定的影響。因此，國外相關(guān)的標準中有嚴格的規(guī)定。

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